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1、大连理工大学 硕士学位论文 全氟辛烷磺酸对鹌鹑的生殖毒性研究 姓名：宋锦兰 申请学位级别：硕士 专业：环境科学 指导教师：金一和 20081201 大连理T 大学硕士学位论文 摘要 为了探讨全氟辛烷磺酸( P e r f l u o r o o c t a n es u l f o n a t e ，P F O S ) 对禽类的生殖毒性，以鹌 鹑为禽类指示动物进行了P F O S 经口染毒实验。本实验中，雌、雄鹌鹑均设对照组，P F O S 染毒剂量均以饲料中P F O S 含量计。雌鹌鹑染毒组P F O S 染毒剂量分别为1 2 5 、2 5 0 、 5 0 0m g k g ，连续染毒7
2、1d ，检测体重、产卵率、受精率、孵化率及雏鹌鹑死亡率、畸 形率等指标。雄鹌鹑染毒组P F O S 染毒剂量分别为1 0 、3 0m g k g ，连续染毒5 4d 和7 0d ， 检测体重、睾丸及附睾脏器系数、睾丸组织中琥珀酸脱氢酶( S u c c r t i a t ed e h y d r o g e n a s e ， S D H ) 、乳酸脱氢酶( L a c t a t ed e h y d r o g e n a s e ，L D H ) 活性和血清中睾酮( T e s t o s t e r o n e ，n 、 三碘甲状腺原氨酸( 3 ，5 ，3 - t r i i o d
3、 o t h y r o n i n e ，T 3 ) 、甲状腺素( T h y r o x i n ，T 4 ) 、促甲状腺激素 ( T h y r o i ds t i m u l a t i n gh o r m o n e ，T S H ) 含量等。 P F O S 对雌鹌鹑的生殖毒性研究结果表明，染毒第3 3d 起5 0 0m g k g 剂量组雌鹌鹑 体重显著低于对照组俨 短角床杜父鱼。A n l d c y 等人【1 2 】对鱼类进行了P F O S 毒 性和生物浓缩系数的研究，发现黑头软口鲦鱼对P F O S 有很好的浓缩效应，水中和血浆 中P F O S 浓度几乎成线型关系。
4、N e w s t c d 等【”】指出，同哺乳动物比较，鸟类血液和肝脏 组织中的P F O S 半衰期相对较短，K a n n a x l 等【1 4 】也提出鸟类排泄P F O S 的速度是相当快。 4 大连理工大学硕十学位论文 但是，如果鸟类通过食物长期接触P F O S ，生物放大还是会发生的。事实上，在鸟类栖 息地北部进行的鸟类环境监测显示出了P F O S 的蓄积。3 M 公司通过对接触P F O S 的退 休工人追踪观察血液中P F O S 浓度变化规律得出人类P F O S 的t 1 2 为1 4 2 8d ，约为4 年【l 5 1 。 1 2 3 远距离环境迁移能力 全氟辛烷
5、磺酸钾盐的蒸汽压力为3 3 1x1 0 4P a 。由于这种蒸汽压力和较低的空气 水分离系数( 2 1 0 西) ，P F O S 本身不会大量挥发。普遍认为P F O S 的前体对最终的P F O S 环境负荷是有影响的。前体物质可能在远距离迁移中、继而在远离来源地的区域降解成 为P F O S 这一过程中发挥重要作用。有关研究也表明，P F O S 出现在远离人类活动来源 的北极生物群中，表明P F O S 具有远距离迁移的潜力。 L o e w e n 等I l6 】对加拿大温尼伯湖和马尼托巴湖地区大气环境中P F O S 的转运转化过 程进行了研究，推测大气中P F O S 的前体物质
6、可能通过氧化和湿沉降转化后降解为 P F O S 。M a r t i n 等【1 7 】利用烟雾室实验证实了大气中的全氟辛烷磺酸氨化合物可以通过大 气转运、氧化为P F O S 的可能性，并导致偏远地区的污染，并认为全氟化物挥发性前体 物质可通过大气转运扩散到遥远的地区，然后沉降为不挥发性全氟化合物，这个过程导 致对生物体的污染。 一些与P F O S 有关的物质的蒸汽压力比P F O S 本身的蒸汽压力高出许多，因而也就 更容易挥发。如N 乙基全氟辛烷磺氨基乙醇酰胺和N 甲基全氟辛烷磺氨基乙醇酰胺， 这些前体的蒸汽压力可超过0 5P a ( P F O S 的1 0 0 0 倍) 【1 8
7、 】。这些P F O S 的前体比P F O S 更 有可能蒸发到大气中并随同空气进行更大范围的迁移。一旦进入大气，它们就可以保持 气相，在大气粒子上凝结并由之携带或随之沉降，或被雨水冲刷掉。这些前体物质都有 可能形成P F O S 并引起污染问题，而这些物质在可溶性、稳定性、新陈代谢能力等环境 特征上是完全不同的。M a r t i n 等人【l9 】测量多伦多和长角、安大略湖空气中一些P F O S 的 前体，发现在多伦多和长角中N 甲基全氟辛烷磺氨基乙醇和N 乙基全氟辛烷磺氨基乙 醇平均浓度都较高。排放到水中的前体，蒸汽压力足以使这些物质进入大气。 P F O S 在环境中的扩散被认为是
8、通过地表水或海洋洋流迁移、空气迁移( 易挥发的、 与P F O S 有关的物质) 、粒子吸附( 水中、沉积物或空气) 和有机生物实现的。现在还不清 楚来自前体的P F O S 是否是通过迁移后湿沉降并降解成为P F O S ，或在大气中降解然后 湿沉降而形成。迁徙的机制尚不清楚，但可能是由挥发性的、与P F O S 有关的物质迁移 并最终降解成P F O S 。虽然前体一旦被排放到大气就会降解，但转化率却大为不同。前 体通过大气或其他介质达到边远地区还要取决于其降解为P F O S 的生物和非生物途径 【1 8 】。降解机制还不完全清楚。 全氟辛烷磺酸对鹌鹁的生殖毒性研究 最近对虹鳟鱼( O
9、n c h o r h y n c h u sm y k i s s ) 肝脏微粒体进行的研究显示，在鱼体内N 乙基 全氟辛烷磺酰胺是P F O S 的前体【2 0 1 。这些发现结合最近在北极地区水生生物体内测得浓 度在( 9 2 84 - 4 1 9 ) n g g ( 湿重) 的N 乙基全氟辛烷磺酰胺【2 l 】增强了人们的假设，即全氟化 磺酰胺是P F O S 的一种挥发性前体，远距离迁移到了北极地区。但是，这些挥发性前体 通过大气迁移到达北极纬度的假设还没有经过大气测定证实【1 1 】。 1 3P F O S 在环境介质中的暴露水平 1 3 1P F O S 在水体中的暴露水平 近年
10、来，对不同地区地表水、海水中P F O S 含量的检测情况中可知，P F O S 己广泛 存在于各种水体中。S a i t o 等【4 】对日本不同地区1 4 2 个地表水中P F O S 浓度的测定结果表 明，河流样品( n = 1 2 6 ) 在O 3 1 5 7 0n g L 范围内，其几何平均值为2 3 7n g L ，中值是1 6 8 n g L ；海岸水样品( n = 1 6 ) 在O 2 2 5 2n g L 范围内，几何平均值是1 5 2n g L ，中值是1 2 1 n g L 。其中，2 条位于人口稠密地区的河流中P F O S 的浓度较高，分别是1 3 5 0n g L
11、( J i n z u ) 和1 5 7 0n g L ( T a m a ) 。金一和等1 2 2 】对长江三峡库区江水和武汉地区地面水中P F O S 的污 染现状进行了调查，结果表明，长江三峡库区不同江段江水中P F O S 含量为0 1 3 7 8 n g r L ；武汉地区地面水中P F O S 含量为3 1 2 5 5n g L ，其中汉江武汉江段江水中P F O S 浓度显著高于其他监测点，分析其原因可能与上游全氟化合物生产工厂排放的工业污水 有关。刘冰等【2 3 】对松花江水系江水中P F O S 的污染现状的调查表明，在松花江水系江水 中P F O S 检出率为1 0 0 ，
12、松花江下游江水中P F O S 浓度明显高于上游，分析污染水平 可能与流域内人口密度和工农业活跃程度有关。而松花江水中P F O S 浓度暂时性地显著 增高分析可能与吉林石化爆炸事件发生后，使用含P F O S 的灭火剂有关。H a n s e n 等【2 4 】 测定某一氟制造厂附近的田纳西州河河水中P F O S 浓度，在氟化合物制造设备下游地区 检测到该氟化合物浓度的增加，说明来自制造业的影响是河流中有机氟化合物的一个可 能污染源，为阐明氟化合物随地理位置的分布和氟化合物生产设备对环境中氟化合物贡 献水平提供了证据。最近的研究还揭示，污水处理厂的排水已成为P F O S 进入天然水体 等
13、自然环境的一个重要途径。S i n c l a i r 等【3 】的研究表明，在污水处理厂出水P F O S 的浓度 可达到3 - 6 8n g L 。B o u l a n g e r 等【2 5 】的研究也表明，污水处理厂出水的P F O S 浓度为( 2 6 4 - 2 0 1n g L 。 1 3 2P F O S 在空气中的暴露水平 刘薇等【2 6 】对中国沈阳地区降雪中P F O S 污染现状的调查表明，融雪水中P F O S 浓度 范围是O 6 2n g L ，几何平均值为3 8 2n g L ，未见明显的城乡差异。其中P F O S 浓度 6 大连理工大学硕士学位论文 最高点出
14、现在郊区朱尔屯采样点，分析可能与沈阳地区城乡冬季采暖期所用燃料种类和 燃烧方式差异有关。由于雨水是反映室外大气状况的一个特征指标，雨水的污染水平能 及时反映大气污染的状况。L o e w e n 等【I6 】分析了加拿大温尼伯湖和马尼托巴湖地区的雨 水，结果发现P F O S 平均浓度为0 5 9n g L 。M o r i w a k i 等【5 】对日本家庭室内的空气中的 P F O S 浓度进行测定，结果表明其浓度范围是6 9 3 7 0 0n g g 。由此认为，吸附在空气尘 土表面的P F O S 是人体暴露P F O S 的重要途径之一。 1 3 3P F O S 在土壤中的暴露水
15、平 H o u d e 等【2 7 】测定了海水和沉积物样品、浮游动物和鱼类和鲸组织样品中P F C s 含量， 其中海洋沉积物中P F C s 的污染水平为 O O l 0 4n g g 。郭睿等【2 8 l 利用高效液相四极杆 飞行时间串联质谱法分析城市污水处理厂活性污泥中的P F O S ，其含量范围为1 8 0 8 1 8 n g g 。 1 4P F O S 在野生动物及人体内的暴露水平 1 4 1 P F O S 在野生动物体内的暴露水平 K a n n a n 8 】等调查了美国2 1 种食鱼鸟类1 6 1 个肝脏、肾、血液和卵黄样品，结果表 明，血清中P F O S 的平均浓度
16、达3 3 4n g m L ，在肝脏中的最高浓度达1 7 8 0n g g 。这说 明在偏远地区海洋上的鸟类体内也存在P F O S ，表明这一物质的广泛分布。K a n n a n 等【2 9 】 还对韩国和日本的水鸟肝脏组织进行了检测，其中9 5 样品中的浓度高于1 0n g g ，最 高的P F O S 浓度是6 5 0n g g ，没有发现在水鸟体内存在浓度与性别或年龄的关系。V a n d e V i j v e r 等【3 0 】也发现，3 1 个黑海海豚个体组织中P F O S 存在的主要形式是全氟烷基表面 活性剂，占9 0 ，肝脏和肾中P F O S 的浓度最高，分别为( 3 2 74 - 3 5 1 ) n g g 和( 1 4 74 - 2 6 2 ) n g g ，肌肉和脑中的浓度次之，分别为( 4 14 - 5 0 ) n g g 和( 2 44 - 2 3 ) n
